Глава 14 микробиология питьевого молока и сливок

Основными технологическими процессами производства питьевого молока и сливок являются нормализация, пастеризация, гомогенизация, стерилизация молока, розлив и хранение его до реализации. Нормализация и гомогенизация могут способствовать вторичному обсеменению молока и сливок, если они проводятся после пастеризации.

14.1. Методы снижения бактериальной обсемененности молока

Поступившее на предприятие молоко подвергается различным технологическим приемам, направленным на уменьшение в нем содержания микроорганизмов. Наиболее часто используют очистку молока, охлаждение, тепловую обработку.

Очистка. Для очистки молока от механических примесей применяют фильтрацию и центрифугирование. Лучшие результаты достигаются при очистке молока центрифугированием на сепараторах-молокоочистителях.

Наибольшая степень очистки достигается при бактофугировании, которое осуществляется на специальных сепараторах-бактериоотделителях, так называемых бактофугах, при частоте вращения барабана 14-16 тыс. об/мин. При этом из молока удаляется до 90 % всех микроорганизмов. Споры бацилл и клостридий в процессе бактериоотделения удаляются из молока легче, чем микроорганизмы в вегетативной форме, что объясняется их более высокой плотностью. Однако имеются микроорганизмы, в том числе и патогенные, плотность которых соответствует плотности молока. В этом случае при бактериоотделении удалить их из молока невозможно.

Для более полного удаления микроорганизмов применяют комбинированную обработку молока, сочетая бактофугирование с пастеризацией. При этом из молока удаляют до 99,9 % бактерий. Комбинированный метод очистки используют при выработке питьевого молока, детских смесей, диетических молочных продуктов, сыров, сгущенного стерилизованного и сухого молока.

Охлаждение. До переработки молоко должно храниться в охлажденном состоянии при температуре до 2-4°С. Целью охлаждения молока является создание условий, значительно замедляющих развитие в нем микроорганизмов. При температуре 2-4 °С развитие большинства микроорганизмов в молоке приостанавливается, однако могут размножаться психрофильные бактерии рода Pseudomonas, особенно флюоресцирующая палочка и некоторые другие. В связи с этим молоко может храниться при этой температуре без изменения качества не более двух суток.

Тепловая обработка. Целью тепловой обработки является уничтожение патогенных микроорганизмов, а также инактивация ферментов, снижающих стойкость молока и вызывающих в дальнейшем пороки молочных продуктов.

В молочной промышленности используют два основных вида тепловой обработки молока нагреванием: пастеризацию и стерилизацию.

Пастеризация — это тепловая обработка молока при температурах ниже температуры его кипения. Она направлена на уничтожение вегетативных форм бактерий. Основой такой обработки послужили исследования Пастера по термическому обезвреживанию возбудителей порчи вина и пива. Поэтому процесс назван по имени ученого.

В зависимости от режимов пастеризация может быть длительной — при температуре 63-65 °С с выдержкой 30 мин, кратковременной — при температуре 72-76 °С с выдержкой 15-20 с и моментальной — при температуре 85 °С без выдержки. Основным критерием надежности режимов пастеризации служит уничтожение возбудителя туберкулеза, являющегося наиболее устойчивым среди патогенных неспорообразующих бактерий.

Установлено, что разрушение фосфатазы молока происходит после отмирания неспорообразующих патогенных бактерий. Например, при температуре 75 °С возбудитель туберкулеза погибает через 10-12 с, а фосфатаза при этой температуре разрушается только через 23 с. В связи с этим считают, что если реакция на фосфатазу отрицательная, то в пастеризованном молоке погибли все неспорообразующие патогенные бактерии.

Фосфатазная проба используется для определения эффективности как высокой, так и низкой пастеризации. Реакция на фосфатазу позволяет определить добавление к пастеризованному молоку сырого в количестве 2 % и выше.

Фосфатаза разрушается полностью при нагревании до 63 °С в течение не менее 30 мин (даже 20-мйнутное нагревание при 63 °С не разрушает полностью фермент) или при температуре выше 72 °С с выдержкой 20 с; фосфатаза отщепляет фосфор от фенолфталеинфосфата натрия, который прибавляют к молоку в виде бесцветного щелочного раствора. Фенолфталеин, освобожденный от фосфата, в щелочной среде дает розовое окрашивание, что указывает на наличие фермента, а следовательно, и на недостаточную степень пастеризации молока.

Приготовление рабочего раствора фенолфталеинфосфата. В мерную колбу на 100 см отмерить 80 см³ 1 н. раствора аммиака, прилить 20 см 1 н раствора хлористого аммония, размешать и растворить в этой смеси 0,1 г порошкообразного фенолфталеинфосфата натрия. Раствор хранить в склянке темного цвета, закрытой пробкой в прохладном месте.

Техника определения. В пробирку отмерить 2 см³ исследуемого молока и 1 см³ рабочего раствора фенолфталеинфосфата натрия и тщательно перемешать. Пробирку с содержимым поместить на 1 ч на водяную баню при 40-50 °С. Через 10 мин и через 1 час осмотреть пробирки. Если цвет содержимого пробирки не изменится, то молоко пастеризованное. Если содержимое пробирки окрасится от светло- до ярко-розового цвета, то молоко сырое, или недостаточно пастеризованное, или сырое молоко смешано с пастеризованным.

Эффективность пастеризации зависит от температуры, продолжительности воздействия, степени бактериальной обсемененности молока и качественного состава микрофлоры.

Микрофлору, которая остается в молоке после пастеризации, называют остаточной микрофлорой пастеризованного молока. Характер остаточной микрофлоры зависит в первую очередь от режима пастеризации. Так, микрофлора молока, пастеризованного при 85 °С без выдержки, состоит из термоустойчивых молочнокислых палочек и бактериальных спор. При кратковременной и длительной пастеризации в качестве остаточной микрофлоры преобладают термофильные молочнокислые стрептококки и палочки, энтерококки, микрококки, бактериальные споры, бактериофаги.

Количество оставшихся бактерий при высокой эффективности пастеризации составляет 0,01 % исходного содержания бактерий в молоке, при низкой эффективности пастеризации — 1,5-2 %.

Эффективность пастеризации считают удовлетворительной, если количество остаточной микрофлоры составляет не более 0,1 % и отсутствует Е. coli в 10 см³ пастеризованного молока.

Молоко после пастеризации и охлаждения поступает к разливочным агрегатам или емкостям, при этом оно может дополнительно обсеменяться бактериями группы кишечных палочек, психротрофными бактериями, мезофильными молочнокислыми стрептококками, термоустойчивыми палочками, иногда могут попадать дрожжи и уксуснокислые бактерии. Эта микрофлора вместе с остаточной микрофлорой молока после пастеризации составляет микрофлору пастеризованного молока.

Тепловая обработка влияет на физико-химический состав молока. Так, в молоке, подвергнутом длительной пастеризации в течение 30 мин при температуре 65 °С, молекулы казеина укрупняются, вследствие чего казеин становится менее доступным для ферментов микроорганизмов. Этим объясняется тот факт, что молочнокислые бактерии хуже всего развиваются в молоке, подвергнутом длительной пастеризации.

Молоко для заквасок пастеризуют при 92-95 °С с выдержкой 20-30 мин. При таком режиме уничтожаются все вегетативные формы и бактериофаги и в молоке остаются только споры бактерий.

В сыроделии режимы пастеризации выбирают с таким расчетом, чтобы уничтожить патогенные и газообразующие бактерии группы кишечных палочек: температура 72-74 °С с выдержкой 15-20 с.

При производстве питьевого молока наиболее распространенным режимом является пастеризация при температуре 76 °С с выдержкой 20 с. Пастеризованное молоко фасуют в стеклянные бутылки, бумажные пакеты с полимерным покрытием, полиэтиленовые пакеты вместимостью 0,25; 0,5 и 1 л. Пастеризованное молоко хранят при температуре 0-8 °С в течение не более 36 ч с момента окончания технологического процесса.

При сильном обсеменении сырого молока (>10⁶ в 1 см) эффективность пастеризации снижается, поэтому применяют более жесткий режим пастеризации: температура 75-77 °С и выдержка до 35 с.

Для питьевых сливок режим пастеризации установлен 80-87 °С с выдержкой 15-30 с. Это объясняется тем, что жир оказывает защитное действие на микроорганизмы.

Стерилизация — это тепловая обработка молока, проводимая при температуре выше 100 °С. При этом в продукте уничтожаются все микроорганизмы не только в вегетативной, но и в споровой форме.

В процессе стерилизации более существенно изменяются физико-химические свойства молока. Стерилизованное молоко теряет способность свертываться под действием сычужного фермента, в нем частично разрушаются витамины, может произойти диспергирование молочного жира, молоко приобретает кремовый цвет. Стерилизованное молоко выдерживает длительное хранение в неохлажденных камерах и длительные перевозки на большие расстояния.

В настоящее время стерилизованное молоко получают в основном двумя способами: однократной стерилизацией в потоке и двухступенчатым способом.

Наиболее современным и распространенным способом производства стерилизованного молока является способ однократной стерилизации в потоке с последующим асептическим розливом, при котором молоко после общих предварительных операций подвергают обработке при 140-150°С в течение 4-8 с. Молоко охлаждают до 20 °С, а затем асептически разливают в пакеты из бумаги или полиэтилена. Бумага должна храниться при строгом санитарном режиме и иметь не более 10 колониеобразующих микроорганизмов на 100 см² площади. Гарантийный срок хранения стерилизованного молока в пакетах при температуре не выше 20 °С составляет 10 сут. Практически продукт не изменяет органолептических и физико-химических свойств в течение 30 сут.

При двухступенчатом способе стерилизации молоко после общих предварительных операций подвергают тепловой обработке при 140 °С в течение 20 с, охлаждают до 35-40 °С, разливают в бутылки, укупоривают и вторично стерилизуют в башенном стерилизаторе при температуре 116-118 °С в течение 12-16 мин.

Производство стерилизованных сливок осуществляется по схеме выработки молока при двухступенчатом режиме стерилизации. Срок хранения стерилизованных сливок до реализации составляет не более 30 дней при температуре не выше 20 °С.